半導體處理室的銀反射件的制作方法
【專利說明】半導體處理室的銀反射件 陽OOU 分案申請說明
[0002] 本申請是口(：1'申請第口口'/1]52009/034614號于2010年8月20日進入中國國家階 段得到的、申請號為200980105846. 9、申請日為2009年2月20日、發明名稱為"半導體處 理室的銀反射件"的發明專利申請的分案申請。
技術領域
[0003] 本發明的一或多個實施例為有關在高溫半導體處理室中處理基板。
【背景技術】
[0004] 包括基板（如半導體晶片與其他材料）的熱處理的數種應用包含有快速加熱及冷 卻基板的處理步驟。此處理的范例為快速熱處理（RT巧，快速熱處理用于數種制造方法。 陽〇化]快速熱處理（RT巧系統用于半導體忍片制造中W在半導體晶片上產生、化學改變 或蝕刻表面結構。一種運樣的RTP系統（如述于美國專利第5, 155, 336號，該專利讓渡予本 申請案的受讓人且并入本案作為參考）包含半導體處理室及位于半導體處理室上的熱源 組件或燈頭。數個紅外線燈位于燈頭中。在處理期間，燈的紅外線福射經由上部窗、光通道 及下部窗福射至處理室中的半導體基板上。此方式中，晶片加熱至所需要的處理溫度。半 導體處理操作期間，燈在非常高溫下運作。并非所有傳送至RTP室燈頭的電能最終能夠實 質加熱晶片。部分福射能量由反應室部件吸收，特別是在福射場的反射部件。
[0006] 加熱燈包含于具有反射件套管的組件中，例如美國專利第6, 072, 160號所描述 的，該專利讓渡予本申請案的受讓人且并入本案作為參考。加熱燈也可包含于具有多個燈 插座的單一燈頭中，如美國專利第6, 805, 466號所描述的，該專利讓渡予本申請案的受讓 人且并入本案作為參考。
[0007] 一般而言，反射件套管或單一燈頭具有由金制成的層或涂層的反射層。然而，金與 銀相比不具有最佳的反射性質。此外，金實質上比銀昂貴。然而，銀在燈中不用作為反射材 料的原因在于銀失去光澤的嚴重問題，此失去光澤造成銀不能用作為反射材料，因為銀表 面會變為黑色而破壞銀反射的能力。因此，在RTP及半導體處理應用中需要改良福射反射 的新穎反射件、反射件材料及方法。
【發明內容】
[0008] 依據本發明的一實施例，提供一種用于半導體處理室的反射件，所述反射件包含 設置于處理室中的反射件基板，W反射源自安裝于半導體處理室內的加熱燈的福射，該反 射件基板包括設置于其上的含有銀的反射層。在一實施例中，反射層由銀含量大于99. 99 % 的特別純的銀制成。
[0009] 一或更多實施例中，反射件還包括覆蓋反射層的實質透明層。利用透明層的實施 例中，此實質透明層包括選自石英、氧化侶、氧化錯、SIsNa、CaF2、MgF2、Ti〇2、Ta2〇g、Hf〇2、氧化 錠、及氧化侶-娃±玻璃的材料。
[0010] 包含反射層的實施例可進一步包括反射層及透明層之間的粘合層。或者，在反射 層及反射件基板間可設置擴散阻障層。
[0011] 一或更多實施例中，反射件基板包括一部分的單塊燈頭，所述單塊燈頭具有多個 適于容納燈的腔室。在其他實施例中，反射件基板包括適于配置于半導體處理室的燈管的 套管。
[0012] 此反射件適于用在快速熱處理室及外延處理室。
[0013] 本發明的另一態樣有關于半導體處理設備，所述半導體處理設備包含處理室，所 述處理室具有在處理期間放置基板的支撐件；福射出福射能的加熱燈，所述加熱燈配置于 反應室內；及反射件，所述反射件設置W反射來自燈的福射，該反射件包括反射件基板上實 質由銀制成的反射層。一或更多實施例中，反射件可如本說明書的前文及后文詳述配置。
[0014] 為了更詳細地了解本發明的上述特征，可參照實施例（某些描繪于附圖中）來理 解本發明簡短概述于上的特定描述。然而，需注意后附的圖式為僅用于說明本發明的基本 實施例且因此不應被視為限制本發明的范疇，因為本發明容許其他相等功效的實施例。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本發明的一實施例的燈組件的示意圖；
[0016] 圖2為本發明的一實施例的處理室的示意圖；
[0017] 圖3為本發明的一實施例的燈頭的示意圖；
[0018] 圖4為本發明的一實施例的反射件的示意圖；
[0019] 圖5為本發明的又一實施例的部分反射件的示意圖；
[0020] 圖6為本發明的另一實施例的部分反射件的又一不意圖；及
[0021] 圖7為本發明的再一實施例的部分反射件的又一示意圖。
【具體實施方式】
[0022] 在描述本發明的數個例示實施例前，需了解本發明并未限制于下列描述中說明結 構細節或處理步驟。本發明能W其他實施例例示及實施或W不同方式實施。
[0023] 圖1顯示各別燈組件（也稱為燈管）的示意圖。參照圖1，圖1顯示了其中配置有 燈36的燈管40的組件的例示實施例。燈管40可為燈頭組件的一部分。燈管40的開放端 相鄰窗20而設置。本發明一實施例提供的燈管40具有銀反射套管88。
[0024] 在圖2中提供反應室示意圖，W提供用于在RTP處理室中加熱基板的加熱組件的 燈管使用說明。在圖2中，多個燈管40與減壓或真空RTP室12、窗20、及置于窗20上的燈 頭或熱源組件16共同顯示。基板處理設備14包含在通道22中的磁浮轉子24、置于磁性 轉子或者禪合至磁性轉子的娃涂覆石英支撐筒26、及置于支撐筒上的娃涂覆碳化娃邊緣環 28。在處理期間，基板或晶片30置于邊緣環上。燈頭組件16覆于窗20上。0-環35位于 窗與燈頭間W在該界面提供真空密封。燈頭包含多個燈36,該燈收納于燈外罩管或燈管40 中。每一燈管40可包含反射內表面，該反射內表面依本發明實施例為銀反射套管88。在一 實施例中，燈36為福射發光燈，例如鶴-面素燈。RTP室也可用來處理其他種類基板，如塑 料面板、玻璃板或圓盤與塑料工件。 陽0巧]可控制反應室的氛圍與燈頭16的氛圍。例如，提供真空累68,真空累68可經與燈 頭流體相通的通道69降低燈頭中的壓力，如圖2所顯示。如上所述，因為銀在燈頭環境中 嚴重的失去光澤，所W銀未用作為反射材料。
[00%] 在本發明的一實施例中，為了防止銀反射件的失去光澤，控制燈周遭的氛圍W實 質使在銀上形成硫化物或催化硫化物的材料量降至最低。施用的方式之一為確保氛圍中實 質無&S及濕氣化2〇)。提供此氛圍的一種方法為防止周遭空氣進入燈周圍的區域，例如經 由通道69吹入氮。另一方式為通過在通道69中使用濾器及/或除氣劑W由包圍燈的氛圍 中除去&S及濕氣。硫化物除氣劑，例如金屬氧化物如氧化鐵為已知的。
[0027] 鏡面反射件88可形成如套管W配置于燈管40中。或者，鏡面反射件88可為燈管 40的一體成型部件。反射件88的表面反射越強，則越多的能量反射至在室12中的基板30。 因此，拋光鏡面反射件88的表面W改良反射性。拋光可通過緩慢加工鏡面反射件88或通 過在加工后使用拋光或擦光輪而達成。
[0028] 在一替代實施例中，如圖3顯示，加熱燈置于形成燈頭200的單一元件的插座中。 燈頭200包括多個具有反射件凹處204的插座，該凹處含有燈212。應了解燈頭200可由多 個顯示于圖2的燈管40替代。
[0029] 在圖3顯示的燈頭中，多個圓形冷媒通道206形成于單一燈頭中，接近于反射件腔 室204。冷媒通道206傳送如水的冷卻流體。冷卻流體經由入口引入冷媒通道并在出口移 出（未繪示）。多個引線通道208也形成于燈頭-反射件202中。此引線通道208的大小 為可接受燈212的壓封（press seal) 210。也可使用燈的彈性封（S虹ink seal)。源自燈 212的光由反射件腔室導向處理室中的基板。
[0030] 多個燈支撐件插座214形成于單塊燈頭-反射件中W容納燈支座或燈支撐件216。 燈支撐件216具有插座219,插座219容納燈的外部二引線或引腳220。燈引線經插座219 電連接至導線對215的各條導線，導線對215提供電力至燈。當燈插入燈頭時，燈支撐件插 座支撐燈。
[0031] 每一燈包含福射屏蔽218 W防止燈福射進入引線通道208。福射屏蔽可由侶、不誘 鋼或鍛銘鋼制成。此燈除了依照使用而選擇的壓封或伸縮封外沒有基座。注意到燈引線直 接銜合入燈支撐件W完成電路。外部引線或燈封可包含達成燈的良好機械固持的特性，如 刻痕，所述刻痕與在燈支撐件中的彈黃負載引腳銜接。支撐板203可固定于燈頭-反射件 202的最上表面W在燈支撐件插座214中支撐燈支撐件216。
[0032] 根據現有技術，在拋光后，顯示于圖2的套管88的表面為鍛金W防止表面氧化并 維持高度的反射性。為了防止金移動進入鏡面反射件套管88,在鍛金前于表面先放置儀擴 散障壁。儀障壁是使用標準化學鍛儀（electroless nickel plating)技術施加的，且接著 W鍛金施加高純度金。類似地，依據現有技藝，顯示于圖3的反射件凹處204具有反射涂層 205,反射涂層205大致包含金為反射材料。如本文所使用，"反射件基板"一詞包含如在圖 2顯示的類型的反射件套管88及在圖3顯示的類型的反射件凹處204。
[0033] 不是所有傳送至RTP室燈頭的電能最終能夠實質加熱晶片。部分的福射能為反應 室的部件吸收，特別是在福射場的反射部件。依據本發明一實施例，上述的金反射材料由銀 取代，銀增加源自燈-反射件組件的福射能傳送至被處理的基板的有效性。使用銀為反射 材料可通過使更多的未吸收的"首次反射（first bounce)"福射返回至晶片而增加此被處 理基板吸收福射的量。銀還減少在燈頭上的熱負載并增加系統效率。使用銀為反射材料可 遠比目前技術便宜，因為每單位銀材料的成本為金成本的約2%。然而，盡管成本上節省，銀 失去光澤的問題阻止使用銀在燈頭中作為反射件材料。